"A nanotecnologia oferece um caminho promissor no desenvolvimento de soluções inovadoras para diferentes problemas da sociedade moderna, impulsionando o progresso científico e tecnológico". É o que aponta o docente do Campus Naviraí do Instituto Federal de Mato Grosso do Sul (IFMS), Gustavo Valente, que coordena um projeto sobre materiais bidimensionais – classe de nanomateriais com potencial para aplicação em células solares e remediação ambiental –, o qual será apresentado na edição 2023 da Feira de Tecnologias, Engenharias e Ciências de Mato Grosso do Sul (FETECMS) na semana que vem.

'Aplicação de métodos computacionais para investigar as propriedades optoeletrônicas de materiais 2D' está em fase final de execução e conta com a participação das estudantes do técnico integrado Ana Luísa Damacena, Camila Haiane dos Santos Pereira e Ruth Peixoto Faustino, sob coorientação do professor Guilherme Terenciani. O trabalho faz parte do Programa de Iniciação Científica e Tecnológica (PICTEC) da Fundação de Apoio ao Desenvolvimento do Ensino, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso do Sul (Fundect).

"A nossa meta atual é estimular o estudo e desenvolvimento de inovações nanotecnológicas no IFMS, inserindo os estudantes no campo das nanociências", aponta o coordenador Gustavo Valente.

Atualmente aplicada em diversas áreas, a nanotecnologia é uma área que visa gerar tecnologias a partir do conhecimento do controle das propriedades físicas e químicas de materiais de escalas nanométricas, denominados por nanomateriais, os quais possuem dimensões extremamente pequenas, aproximadamente 100 mil vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo.

"A nossa meta atual é estimular o estudo e desenvolvimento de inovações nanotecnológicas no IFMS, inserindo os estudantes no campo das nanociências. A divulgação para comunidade sobre a participação e contribuição do Instituto Federal nesses temas atuais de pesquisa pode trazer benefícios para consolidação de novas áreas científicas e tecnológicas na instituição", ressalta Valente.

Projeto - O professor orientador explica que um dos desafios do campo de estudo da nanociência é justamente prever quais são as propriedades dos nanomateriais antes do pesquisador sintetizá-los.

Então o que se faz é realizar simulações no computador visando prever quais são essas propriedades, e então verificar se é ou não viável, de fato, produzir o nanomaterial. Isso é interessante porque acelera todo o processo de descoberta e de otimização dos nanomateriais.

O projeto do IFMS tem como objetivo desenvolver e avaliar ferramentas computacionais que auxiliem o design, a geração de uma classe de nanomateriais que são conhecidos como bidimensionais, os quais têm estrutura semelhante a uma folha, com espessura bem fina composta por algumas camadas atômicas ou por apenas uma camada de átomo. Em especial, esse tipo de nanomaterial tem despertado bastante interesse no campo das energias renováveis.

"O nosso foco principal são aplicações em células solares e no desenvolvimento de um novo tipo de transístor, que é um componente eletrônico utilizado em celulares, computadores e outros dispositivos. Esperamos que as ferramentas computacionais que estamos desenvolvendo possam fornecer novas ideias, insights valiosos sobre as propriedades físicas antes da etapa experimental de produzir os materiais bidimensionais e, com isso, contribuir com o avanço das nanotecnologias".

A estudante Camila Pereira, 16, do técnico integrado em Informática para Internet, complementa a explicação.

"Na prática, fazemos um estudo no computador das propriedades físicas desses materiais e, através disso, conseguimos fazer uma previsão do funcionamento dos dispositivos antes de precisar construí-los", explica a estudante Camila Pereira.

"Na prática, fazemos um estudo no computador das propriedades físicas desses materiais e, através disso, conseguimos fazer uma previsão do funcionamento dos dispositivos antes de precisar construí-los. Parte do trabalho envolve produzir algoritmos para resolver as equações que descrevem esses processos físicos, prever os valores e analisar os dados por meio de gráficos e tabelas".

De acordo com o professor Guilherme, já está em fase de implementação um outro projeto na linha de pesquisa em nanotecnologia, também aprovado recentemente pelo edital PICTEC da Fundect. O novo trabalho tem ênfase na descoberta de nanomateriais, utilizando inteligência artificial, para remediação ambiental de herbicidas. 

Iniciação científica - Ana Luísa Damacena, 17, cursa o técnico integrado em Agricultura no Campus Naviraí. A estudante sempre gostou de Física e esta é a segunda experiência em projetos de iniciação científica nas ciências exatas, mas a primeira na área de nanotecnologia.

"A experiência tem sido incrível, é uma jornada empolgante e desafiadora. Isso tudo me proporciona um ambiente de aprendizado prático que vai além das salas de aula, pois desenvolvo habilidades de pesquisa e trabalho em equipe”, destaca a estudante Ana Luísa.

“Por mais que a área seja predominantemente masculina, isso não deve ser um obstáculo para as mulheres interessadas em ciências exatas. Acredito que a nossa presença no projeto mostra que as barreiras de gênero estão sendo superadas. Participei de palestras on-line relacionadas à nanotecnologia e observei uma presença significativa de mulheres, ou seja, estamos contribuindo para a diversificação e inclusão nesse campo”, opina Ana Luísa.

Para ela, participar de projetos tem sido fundamental para sua formação no ensino médio.

“Acho extraordinário explorar essa área que tanto me fascina. A experiência tem sido incrível, é uma jornada empolgante e desafiadora até agora. Estou adquirindo conhecimentos e habilidades significativas cada vez que mergulho neste campo cativante da ciência. Isso tudo me proporciona um ambiente de aprendizado prático que vai além das salas de aula, pois desenvolvo habilidades de pesquisa e trabalho em equipe”, destaca.

Artigo - Além da pesquisa desenvolvida no próprio IFMS, o docente Gustavo Valente foi colaborador de um estudo liderado pela pesquisadora da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), Maraísa Gonçalves, envolvendo nanomateriais para remoção de contaminantes em água.

Nesse estudo, combinou-se carvão ativado com óxido de grafeno (nanomaterial à base de carbono) para melhor eficiência de remoção de Paracetamol e Bisfenol A, contaminantes de origem farmacêutica. Essa nanotecnologia permitiu a captura de tais substâncias indesejadas de maneira mais eficaz do que o carvão ativado sozinho. Os resultados indicam o caminho para uma solução avançada no tratamento de água.

O estudo é intitulado 'Porous activated carbon/graphene oxide composite for efficient adsorption of pharmaceutical contaminants' e foi recentemente publicado na revista Chemical Engineering Research and Design.

FETECMS - A edição 2023 da Feira é promovida a partir de domingo, 22, no Ginásio Moreninho, dentro da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), em Campo Grande.

Além do projeto acerca da nanotecnologia, o IFMS será representado por outros 67 trabalhos de diversas áreas do conhecimento, desenvolvidos nos dez campi, sendo 46 deles participantes da iniciação científica e tecnológica via Fundect.

A delegação no evento contará com 160 estudantes do técnico integrado ao ensino médio, acompanhados por 61 professores orientadores.

"O IFMS considera que o apoio para participação em eventos científicos é um investimento para a mudança de vida dos estudantes. A FETEC é um espaço de troca de experiências e conexões valiosas para o futuro", aponta a pró-reitora de Pesquisa, Roselene Oliveira.  

"O IFMS considera que o apoio para participação em eventos científicos é um investimento para a mudança de vida dos estudantes e abertura de novas ideias que podem se tornar projetos de melhoria para as comunidades. A FETEC é a maior feira do Estado, um espaço de troca de experiências e conexões valiosas para o futuro", aponta a pró-reitora.  

A pró-reitora de Pesquisa, Inovação e Pós-Graduação, Roselene Oliveira, ressalta a grande importância da participação dos discentes no evento, os quais podem aprimorar habilidades fundamentais para o sucesso acadêmico e profissional, como pesquisa, resolução de problemas, comunicação e trabalho em equipe. 

A estudante Camila Pereira está com muita expectativa em participar do evento pela primeira vez.

"Estou animada e com expectativas altas. É animador pensar que no evento vão ser apresentados outros projetos, assim podemos conhecer outras áreas de pesquisas e também trocar ideias com quem vai estar lá. Também é muito legal ter o feedback de outras pessoas, assim como dos avaliadores, sobre o nosso trabalho", finaliza.

 O evento segue até 25 de outubro. Para mais informações, acesse o site da FETECMS